Kubernetes 中 StatefulSet 的使用指南-JavaScript中文网-JavaScript教程资源分享门户

前言

Kubernetes 作为当前流行的容器编排平台，它所提供的功能越来越丰富且完善，其中 StatefulSet 也是很重要的一个组件。在前端领域，我们经常需要使用一些后端服务来支撑我们的前端应用，而这些后端服务一般都需要保持状态，这个时候就需要使用到 StatefulSet 了。本文将介绍 Kubernetes 中 StatefulSet 的使用方法，包括如何创建和管理 StatefulSet，以及配置 DNS 等相关的内容。

什么是 StatefulSet

StatefulSet 是 Kubernetes 的一个控制器，它可以保证有状态的应用在集群中按照它们的启动顺序和唯一标识来运行。一个 StatefulSet 控制的应用可以根据 ConfigureMap 或者 Secret 来配置它们自己。

StatefulSet 的使用场景一般是在有状态的应用中，比如数据库、MQ 等。有状态的应用需要在启动时保证唯一标识，同时在任意时刻，它们需要保持一致的状态，这个时候，就需要使用到 StatefulSet 来管理它们的部署过程。

StatefulSet 的使用方法

创建一个基本的 StatefulSet，需要定义一个对应的 Pod 模板。这个 Pod 模板中一般会定义容器的 image、环境变量、卷挂载等等信息。StatefulSet 还需要定义一些额外的信息，包括副本数、持久性存储等等。

定义一个 Pod 模板

我们先定义一个 Pod 模板，这个模板将用于创建 StatefulSet 中的每一个 Pod 实例：

// javascriptcn.com 代码示例
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: web
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.7.9
    ports:
      - containerPort: 80
    volumeMounts:
      - name: html
        mountPath: /usr/share/nginx/html/
  volumes:
    - name: html
      persistentVolumeClaim:
        claimName: web-data

这个模板定义了一个名为 web 的 Pod，使用的是 nginx:1.7.9 的镜像，挂载了一个名为 html 的卷。这个模板将会用于 StatefulSet 的 PodTemplate 字段。

创建 StatefulSet

有了 Pod 模板之后，我们就可以创建 StatefulSet了。一个 StatefulSet 不仅仅需要一个 Pod 模板，还需要定义一些额外的信息，比如：副本数、网络策略、持久化数据等等。下面是一个完整的 StatefulSet 的配置文件：

// javascriptcn.com 代码示例
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: web
spec:
  serviceName: "web"
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: web
  template:
    metadata:
      labels:
        app: web
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.7.9
        ports:
          - containerPort: 80
        volumeMounts:
          - name: html
            mountPath: /usr/share/nginx/html/
      volumes:
        - name: html
          persistentVolumeClaim:
            claimName: web-data
  volumeClaimTemplates:
    - metadata:
        name: web-data
      spec:
        accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
        resources:
          requests:
            storage: 1Gi

这个 StatefulSet 定义了一个名为 web 的应用，使用的是 nginx:1.7.9 的镜像。它指定了3个副本，通过 replicas 来指定。它还指定了一个名为 web 的 Service，通过 serviceName 来指定。这个 Service 将会自动注册到 Kubernetes 的 DNS 中，可以通过 DNS 访问这个应用的每一个 Pod 的 IP。selector 指定了这个 StatefulSet 管理的 Pod 的标签。template 中指定了上面我们所定义的 PodTemplate 的内容。注意到这个模板中的 volumeMounts 是挂载了一个名为 html 的卷，并且 volume 的定义在 volumes 字段中，使用的是一个 persistentVolumeClaim 来定义持久化存储的部分。在 volumeClaimTemplates 中同样定义了名为 web-data 的卷。这个卷通过一个 storageClass 来定义，使得它能够在 Kubernetes 中分配和管理存储资源。

查看 StatefulSet 和 Pod 的状态

可以通过以下命令来查看 StatefulSet 和 Pod 的状态：

$ kubectl get statefulset, pods -l app=web

这个命令可以查看 app=web 的 StatefulSet 和 Pod 的状态。

扩容和缩容

可以通过以下命令来扩容和缩容 StatefulSet 中应用的实例数量：

$ kubectl scale --replicas=5 statefulset/web

这个命令可以将 StatefulSet 中应用的实例数量扩容到 5 个。

有序部署和滚动升级

使用 StatefulSet 可以实现有序部署和滚动升级。有序部署指的是按照顺序进行部署，在一个 Pod 健康运行后，再部署下一个。在这个过程中，StatefulSet 保证每个 Pod 的序号是连续的。滚动升级指的是逐步升级每个 Pod 的镜像版本。

$ kubectl apply -f web.yaml

这个命令可以使用我们前面定义的 web.yaml 文件来应用这个 StatefulSet 的部署。

总结

Kubernetes 中的 StatefulSet 提供了一个非常便捷、高效的方式来管理有状态的应用的部署和升级。本文简单介绍了 StatefulSet 的使用方法，包括如何创建 StatefulSet、查看 StatefulSet 和 Pod 的状态、扩容和缩容、有序部署和滚动升级。使用 StatefulSet，可以轻松地将有状态的应用部署到 Kubernetes 集群中，并保证它们在任意时刻的一致性。

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